Теплотехнический расчет стен

Задание

Произвести теплотехнический расчет стены; определить толщину теплоизоляционного слоя покрытия помещения (эксплуатация типа А).

 

Исходные данные:

район строительства  – Ачинск

материал стен – керамзитобетон, плотность 1800 кг/м³;

вид раствора – цементно-песчаный;

влажность 50%;

внутренний  режим нормальный, t 16⁰C

 

 

Введение

 

К ограждающим  конструкциям относятся: наружные и  внутренние стены, покрытия и перекрытия, полы и перегородки, заполнения оконных  и дверных проемов, защищающие внутренние помещения от атмосферных воздействий. Они позволяют поддерживать внутри зданий требуемые температурно-влажностные и акустические условия.

Температура воздуха наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки – произведенная выборка температуры воздуха наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки за период 30-50 лет.

Теплотехнический  расчет стены делают согласно СНиП 11-3-79***.

Ниже приводятся необходимая для выбора влажностного режима помещения таблица 1.1 для выбора условий эксплуатации ограждающих конструкций.

 

Таблица 1.1-Внутривлажностный  режим в помещении 

Режим	Влажность внутреннего  воздуха, % при температуре
	до 12°С	свыше 12°С до 24°С	Свыше 24°С
Сухой Нормальный Влажный	До 60 Свыше 60 до 75 Свыше 75 -	До 50 Свыше 50 до 60  Свыше 60 до 75 Свыше 75	До 40 Свыше 40 до 50 Свыше 50 до 60 Свыше 60

 

Внутренняя  расчетная температура в гараже 16°С, относительная влажность – 50%, следовательно, влажностный режим  нормальный.

 

 

 

 

 

 

 

 Определение сопротивления  теплопередаче стены

 

1.1. Сопротивление стены теплопередаче R₀ должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче R₀^TP , определяемого по формуле (1). Для неоднородных стен определяют приведенное сопротивление теплопередаче R₀ конструкции.

1.2. Требуемое сопротивление  R₀^TP стены, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), следует определять по формуле:

                        R₀^TP = (t_b–t_н)n/Δt_н·α_B ,            м² ºС/Вт,      (1)

 

где n  - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху по таблице 1.3; 

t_b   - расчетная температура внутреннего воздуха ºС, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-76 и нормы проектирования соответствующих зданий и сооружений, приложение В;

t_н  - расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимаемая в соответствии с приложению Б;

Δt_н- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой наружной поверхности стены, определяют по таблице 1.4;

α_B – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, определяют по таблице 1.5.

t_B=16 ºС, t_H=-45 ºС, n=1, ∆t^Н=10, α_В=8.7.

           

Требуемое сопротивление теплопередаче  R₀^TP дверей (кроме больничных) и ворот должно быть не менее 0,6 R₀^TP стен зданий и сооружений, определяемого по формуле (1) при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

1.3 Расчетную  зимнюю температуру наружного  воздуха t_н, ºС следует принимать в соответствии со СНиП 2.01.01-82 с учетом тепловой инерции D стены (за исключением заполнений проемов) по таблице 1.6 и приложению 2.

1.4 Тепловую  инерцию D стены следует определять по формуле:

D = R₁S₁ + R₂S₂ + …+ R_nS_n ,                             (2)

где R₁, R₂…R_n – термические сопротивления слоев стены, м² ºС/Вт. Определяют по формуле (3);

     S₁, S₂…S_n - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев стены Вт/м² ºС, принимают по приложению 4.

1.5 Термическое сопротивление R, м² ºС/Вт, слоя многослойной стены следует определять по формуле:

 R = δ / λ ,                                   (3)

где δ – толщина слоя, м;

      λ – расчетный коэффициент теплопроводности материального слоя, Вт/м ºС, принимают по приложению Г.

λ=0.8, S=10.5, δ примем 400 мм.

R = δ / λ = 0.4/0.8=0.5 м² ºС/Вт.

Так как стена  однослойная, то

                       D = R*S = 0.5*10.5 = 5.25.

1.6 Сопротивление  теплопередаче R₀, м², следует определять по формуле:

R₀ = 1/ α_B + Σ R_i + 1/ α_Н ,                             (4)

где  α_B     – то же, что в формуле (1);

   ΣR_i – сумма термических сопротивлений стены, м² ºС/Вт, определяемая: для однородной (однослойной) по формуле (3), многослойной – в соответствии с п. 1.1.7;

     α_Н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающих конструкций (для наружных стен, покрытий α_Н = 23   Вт/м² ºС).

1.7 Термическое  сопротивление Σ R_i, м² ºС/Вт, стены с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слое:

Σ R_i = R₁ + R₂ + R₃ +…+R_n ,                             (5)

где R₁, R₂, R₃… R_n – термические сопротивления отдельных слое стены,     м²ºС/Вт, определенные по формуле (3).

   α_B   = 8.7,   Σ R_i = 0.5 м² ºС/Вт, α_Н   = 23 Вт/м² ºС.

       R₀ = 1/8.7 + 0.5 + 1/23 = 0.61 + 1/23 =0.65 м² ºС/Вт.

Σ δ_i/λ_i = δ₁/λ₁ + δ₂/ λ₂ +  δ₃/ λ₃ + …+  δ_n/ λ_n .                (6)

1.8 Требуемое  сопротивление R₀^TP следует приравнять к величине полного сопротивления стены теплопередаче R₀ м² ºС/Вт:

R₀^TP ≈ R₀ .                                        (7)

Подставляя  значения (4) и (6) в формулу (7), получим:

R₀^TP ≈ R₀ ≈ 1/ α_В + δ₁ / λ₁ + δ₂ / λ₂ + 1/ α_Н                  (8)

Формула по определению искомой величины будет иметь следующий вид:

δ₁ = [R₀^TP – (1/ α_В + δ₂ / λ₂ + 1/ α_Н ) ]· λ₁ .                 (9)

δ₁ =(0.65 - (1/8.7 + 1/23 ))* 0.8 = 0.4 м.

1.9. Требуемое  сопротивление теплопередаче R₀^TP заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) следует принимать по таблице 1.8.

1.10 Расчетная толщина  стен должна быть не менее  установленной стандартами. Окончательно  принимаем толщину стены равную  400мм.